Il segreto sta nell’avere integrato celle FV multi-junction, il top in quanto a prestazioni con efficienze superiori al 40% (contro il circa 20% delle convenzionali celle al silicio cristallino), in un sistema ottico di concentrazione e inseguimento racchiuso in un pannello piano, potenzialmente molto economico da produrre e dalla stessa facilità di installazione di un normale modulo FV cristallino (vedi immagine).

In pratica nei nuovi moduli della Penn State, celle multi-junction all’arseniuro di gallio da 1 millimetro quadro l’una (create in collaborazione con la University of Illinois) sono racchiuse in un sandwich di plastica stampata in 3D. Lo strato superiore è fatto di una sorta di micro-lenti di ingrandimento, la parte inferiore è un sistema di piccolissimi specchi concavi. Assieme le micro-lenti e micro-specchi riescono ad aumentare di 200 volte la quantità di luce che colpisce le celle FV.

Completa il tutto un sistema di tracking, sempre di dimensioni micro, che spostando il dispositivo di un solo centimetro riesce a mantenerlo “a fuoco”, seguendo il sole per 8 ore di spostamento (vedi video sotto).

“L’idea è che questo modulo CPV ad inseguimento possa essere installato sui tetti nello stesso spazio che occuperebbe un impianto FV convenzionale, ma è in grado di produrre molta più elettricità. La forza pratica di questa soluzione è la sua semplicità”, spiega Noel C. Giebink, uno degli sviluppatori.

Essendo spessi solamente un centimetro e fatti interamente di plastica, escluse le celle e il cablaggio, i nuovi moduli solari potrebbero essere relativamente poco costosi da produrre.

Il CPV in generale ha il notevole vantaggio di produrre elettricità per un numero maggiore di ore al giorno, ma, va ricordato, è una tecnologia adatta solo per latitudini con grandi quantità di luce diretta: ad esempio il Sud Ovest degli Usa o Africa del nord, mentre in Italia probabilmente andrebbe bene solo in alcune aree del Sud.

Quella della State University non è la prima tecnologia che si propone di portare il CPV sui tetti grazie a dispositivi ottici piani per la concentrazione. Quei moduli, per i quali si prevedeva un costo, a parità di produzione, dal 30 al 50% inferiore rispetto ai convenzionali, per ora non sembrano essersi affermati al di fuori di applicazioni di nicchia.

Tecnologie come quella uscita dalla Penn State o quella del CPV ad ologrammi puntano soprattutto a tagliare i costi di produzione, ottenendo più energia con meno superficie di celle FV. Il crollo dei prezzi delle celle FV convenzionali avvenuto in questi ultimi anni però ha eroso questo vantaggio: il prezzo di celle e moduli pesa sempre meno sul costo totale dell’impianto.

Per il 2015 si prevede comunque una forte crescita per il mercato mondiale del fotovoltaico a concentrazione. IHS ad esempio stima una crescita del 37% con 50 MW di installazioni annuali, ma parliamo di tecnologie affermate per la produzione utility scale e non di queste nuove tecnologie per il residenziale. Di solare FV a concentrazione si parlerà a Aix-les-Bains, in Francia, dal 13 al 15 aprile in occasione della International Conference on Concentrator Photovoltaics.

Fonti:

Jared S. Price, Xing Sheng, Bram M. Meulblok, John A. Rogers, Noel C. Giebink. “Wide-angle planar microtracking for quasi-static microcell concentrating photovoltaics“. Nature Communications, 2015.

A gennaio di un anno fa IHS prevedeva per l’anno che stava iniziando 40-45 GW di nuove installazioni: a settembre il dato preconsuntivo 2014 è stato aggiornato 45,3 GW. Per il 2015 la società di consulenza si aspetta una crescita che va dal 16 al 25%, e che dovrebbe portare a 53-57 GW di nuovo installato. Più ottimiste altre società di consulenza, come Mercom Capital, che parla di 47,5 GW nel 2014 e di 54,5 GW nel 2015, mentre Bloomberg New Energy Finance stima 48,4 GW per il 2014 e 58,3 GW per l’anno appena iniziato.

Dopo un 2014 di sostanziale consolidamento, con diversi fallimenti, fusioni e acquisizioni, “tutti i segnali portano a prevedere un rafforzamento della ripresa nel 2015, anche se questa rimane incredibilmente fragile”, commenta Ash Sharma, direttore del settore solare di IHS nel presentare le previsioni della società.

Deutsche Bank, invece, nel suo report sul solare appena pubblicato si aspetta “un rapporto bilanciato tra domanda e offerta, grazie alla forte domanda da Stati Uniti, Cina e altri mercati emergenti che compensa possibili indebolimenti di installato in Regno Unito e Giappone”.

Interessante segnalare come la banca tedesca non veda il crollo dei prezzi del barile come un problema che va ad influenzare il mercato fotovoltaico: oltre a far notare l’impatto trascurabile che il prezzo del greggio ha su molti mercati elettrici, Deutsche Bank segnala come la perdita di valore delle azioni di alcune aziende del solare, avvenute in queste settimane a seguito del crollo del petrolio, potrebbero essere “un interessante entry point per gli investitori”.

Per gli EPC europei, segnala IHS, si preparano tempi più duri per la seconda metà dell’anno, in conseguenza della contrazione prevista per il mercato britannico dei grandi impianti. Cina, Giappone e Usa, secondo IHS, saranno i mercati più grandi del 2015, mentre l’India sarà al terzo posto dopo Cina e Usa per crescita in termini assoluti.

Tra i mercati emergenti si segnalano il Cile, che sta per superare la soglia di 1 GW di installato, Giordania, Filippine e Honduras, mentre c’è “grande incertezza” su alcune promesse come Messico, Brasile e Turchia.

Per l’Italia, come si vede nel grafico sotto, IHS prevede per il 2015 un mercato da 800 MW (mentre per il 2014 si parla di circa 900 MW installati, un dato che sembra ottimista e che verificheremo meglio nei prossimi giorni).

Come detto, IHS si aspetta un boom del FV con accumuli nell’anno appena iniziato: le installazioni annuali triplicheranno rispetto ai livelli attuali, per arrivare a 775 MW. Una crescita che, come si vede nel grafico sotto, coinvolgerà oltre al residenziale anche l’utility scale e il commerciale.

In generale avranno un ruolo crescente i piccoli impianti FV. Le taglie sotto ai 100 kW, secondo IHS, peseranno per il 30% delle installazioni del 2015: per un totale di 15,7 GW di FV distribuito contro i 13,2 GW del 2014. Per questo segmento un mercato importantissimo sarà il Giappone, con il 70% delle installazioni sotto ai 100 kW; andranno molto bene anche gli Usa dove net-metering e le politiche di third-party ownership (impianti installati a costo zero per chi li ha sul tetto) porteranno a 2,2 GW di nuovi impianti di piccola taglia.

Il fotovoltaico su tetto continuerà a crescere anche in Cina. Anche se IHS prevede installazioni inferiori rispetto alle aspettative basate sull’ambizioso piano di Pechino per il FV distribuito: si stima che nel 2015 il paese aggiungerà 4,7 GW di nuova potenza in piccoli impianti, con una crescita del 20%.

Venendo alle tecnologie, è prevista una forte crescita (+37%) per il mercato mondiale del fotovoltaico a concentrazione (CPV), che raggiungerà i 50 MW di installazioni annuali. Il monocristallino guadagnerà quote di mercato, passando dal 24 al 27% delle celle prodotte, mentre tra gli inverter il mercato di quelli di stringa trifase crescerà del 30% e questa tipologia peserà per un terzo del fatturato mondiale del mercato di questo componente.

Fonte: Qualenergia (12/01/2015)